Dichography: two-frame ultrafast imaging from a single diffraction pattern

我们实验证明，由现代X射线自由电子激光器产生的两种不同颜色的时延超亮超短X射线脉冲对，能够提供样品的两个时延快照。我们引入了一种名为“Dichography”的方法，该算法能够分离探测器上重叠的衍射信号，并独立重建出样品的两个图像。我们采用Dichography方法，重建了单个氙掺杂氦纳米液滴的两个视图，空间分辨率为20 nm。在时延达到750 fs时，两个图像中观察到的结构一致性表明，在这些照明条件下，显著的结构损伤仅在更长时间尺度上发生。我们进一步通过成像被同一光脉冲拦截的银纳米颗粒对来验证该方法。Dichography使得物理学、化学和材料科学领域出现了一类新的实验，朝着X射线自由电子激光器捕捉纳米物质超快电影的原初承诺迈出了重要一步。Dichography能够以飞秒帧率记录孤立纳米结构的两帧电影。该方法为在纳米尺度上记录、追踪并最终控制难以捉摸的超快过程提供了机遇。